Но он вспыхнул с новой силой в XVI веке, когда Коперник осмелился наперекор церковникам утверждать, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. В конце того же столетия Иоганн Кеплер окончательно подтвердил правильность модели Коперника, сумев дать точное математическое описание движения планет. Спустя еще почти сто лет Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения, тем самым, объяснив причины движения небесных тел и завершив создание первой подлинно научной картины Вселенной (разумеется, в рамках имевшихся на тот момент знаний).
В последующие два с лишним столетия космология Коперника, Кеплера и Ньютона, несмотря на многочисленные открытия, сделанные уже после их смерти, не претерпела существенных изменений. Впрочем, это отнюдь не означало, что представления ученых о Вселенной оставались неизменными. Например, выдающийся немецкий философ Иммануил Кант опубликовал в середине XVIII века так называемую «островную» теорию Вселенной. В своей работе Кант, в частности, утверждал, что во Вселенной существует огромное множество галактик, разбросанных в пространстве подобно островам в океане. Однако эта теория, не принятая современниками Канта, оставалась «незамеченной» почти двести лет и получила всеобщее признание в ученой среде лишь в середине XX века.
К тому времени общая теория относительности, выдвинутая Альбертом Эйнштейном в 1916 году, привела к революции в науке вообще и в космологии в частности. Она устранила имевшиеся противоречия между наблюдаемыми явлениями и классическими (ньютоновскими) представлениями о времени и пространстве. Когда же в 1929 году Эдвин Хаббл доказал, что Вселенная расширяется, идея о ее вечности и неизменности также оказалась устаревшей. Это привело к созданию различных теорий зарождения и эволюции Вселенной. Наибольшее число сторонников среди ученых завоевала гипотеза «Большого взрыва», которая утверждает, будто Вселенная возникла около 15 миллиардов лет назад в результате гигантского взрыва. Современная физика пока не может описать процессы, которые могли протекать при этом взрыве. Тем не менее, эта теория стала существенным шагом на пути развития наших представлений о Вселенной и закономерностях ее развития.
Что такое астрономия?Астрономия – одна из древнейших наук, которая занимается исследованием неба и небесных тел. Ее развитие началось с ежегодных наблюдений за восходом и заходом наиболее ярких звезд для определения точного времени разлива рек. Именно благодаря древним астрономам и их наблюдениям за движением Солнца, Земли и Луны оказалось возможным разделить год на месяцы, недели и дни. Совершенствование календаря помогло первым астрономам предсказывать появление комет и определять даты солнечных и лунных затмений.
Астрономия помогла изменить и представление о положении Земли в Галактике. В течение многих столетий люди верили, что Земля была центром Вселенной, пока в 40-ые годы XVI века Николай Коперник не выдвинул гипотезу о том, что центром Солнечной системы является Солнце.
Долгое время единственным прибором, с помощью которого астрономы могли наблюдать небо, был глаз.
В 1608 году Ганс Липпертей стал тем человеком, который догадался применить увеличительное стекло для астрономических исследований. Соединив два увеличительных стекла небольшой трубкой, он построил прибор для наблюдения за удаленными объектами. Этот прибор позже был назван телескопом (от греческих слов «теле» – далеко и «скопео» – смотрю).
Через несколько лет Галилео Галилей усовершенствовал данную конструкцию, использовав стекла различного размера. Созданный им телескоп и стал первым в истории оптическим астрономическим инструментом. С его помощью Галилей не только подтвердил теорию Коперника, но и совершил множество удивительных открытий.
Однако этот телескоп давал перевернутое изображение наблюдаемого объекта. Поэтому его было неудобно использовать для наблюдений на Земле. Прибор, который давал не перевернутое, а нормальное изображение объекта, был создан знаменитым немецким астрономом Иоганном Кеплером.
Позднее были разработаны самые различные конструкции телескопов, с помощью которых астрономия обогатилась многими значительными открытиями.
Что такое радиоастрономия?В 1931 году американский инженер связи из компании «Белл Лабораториз» занимался исследованием атмосферных радиопомех, которые могли бы повлиять на трансокеанскую телефонную связь. Он уловил какие-то шумы, исходящие явно не из грозовой тучи, а откуда-то из космоса. Он открыл, что можно принимать радиационное излучение галактики. Так родилась новая ветвь астрономии – радиоастрономия.
Радиоастрономия развивается в двух направлениях. При помощи специальных антенн можно улавливать радиационное излучение космических объектов. Это может быть термическая радиация (излучение радиоволн, испускаемое любым горячим телом). Но есть также и шумы, или статические помехи космического происхождения, тоже улавливаемые из космоса, но совсем не тепловые по происхождению.
Другие направление в радиоастрономии – посылка сигналов к таким объектам, как метеоры и Луна, и улавливание их отражения. Так работает радиолокатор.
В куполе есть «щель», которая открывается для того, чтобы телескоп смотрел в небо. За счет вращения купола щель может быть открыта в направлении любого участка неба. И купол, и телескоп перемещаются с помощью электромоторов. В современной обсерватории астроному нужно нажать лишь несколько кнопок, чтобы передвинуть оборудование.
Конечно, для того, чтобы видеть, астроном всегда должен находиться у окуляра, или там должен быть закреплен фотоаппарат.
В некоторых обсерваториях пол может подниматься или опускаться, или там есть регулируемая платформа.
Для наблюдений за небом астрономы полагаются не только на свои глаза. У них есть много сложных приборов и приспособлений к телескопу, таких, как фотоаппараты, спектроскопы, спектрографы и спектрогелиографы. Все эти приборы обеспечивают ученых важной информацией.
Что такое астрономическая подзорная труба?Если предмет рассматривать через увеличительное стекло – лупу, он кажется большим. Это относится и к звездам, которые можно наблюдать через набор увеличительных стекол или линз, собранных в подзорную трубу.
Астрономическая подзорная труба – это прибор, состоящий из набора больших линз и увеличивающий изображение наблюдаемых небесных тел. Однако увеличение подзорной трубы не идет ни в какое сравнение с тем, что может телескоп. В подзорной трубе световое излучение, проходя через набор из нескольких линз, ослабевает по мере увеличения изображения: оно становится размытым.
Подзорная труба была изобретена в начале XVII века и в дальнейшем усовершенствовано такими учеными, как Галилей, Кеплер и другие.
Чем телескоп отличается от подзорной трубы?Астрономическая подзорная труба и телескоп – это совершенно разные вещи. В телескопе формирует изображение зеркало, а не линза. При этом световые лучи не проходят сквозь толщину увеличительных стекол, и изображение не мутнеет.
Интересно, что любое зеркало, например, то, в которое вы смотритесь каждый день, сделано слегка выпуклым. По сравнению с абсолютно плоским зеркальным стеклом, выпуклое дает лучшее изображение. Телескоп оптический – это такое выпуклое зеркало, верней, набор зеркал, улучшающих изображение наблюдаемых звезд.
Астрономический оптический телескоп – это внушительных размеров конструкция, приводящаяся в движение моторами и имеющая сверху купол. Один из самых больших телескопов находится в США в Паломарской обсерватории.
Что такое радиотелескоп?Первый в мире телескоп смастерил голландский оптик Ханс Липпертей. Однако еще до него, начиная с XIII века, различные ученые экспериментировали с увеличивающими линзами. Изобретение жившего в крайней бедности Липпертея осталось незамеченным, и создателем этого прибора стал считаться итальянский астроном Галилео Галилей, сконструировавший свой первый телескоп годом позже. Это был весьма грубый и примитивный прибор: самый сильный из телескопов Галилея давал всего 33-кратное увеличение, и к тому же через него можно было наблюдать очень маленький участок неба (размером с четверть луны).
Тем не менее, с его помощью Галилею удалось сделать выдающиеся открытия: он первым обнаружил кольца Сатурна, четыре спутника Юпитера и разглядел горы и кратеры на Луне. В наши дни принцип, который положил в основу своего изобретения Галилей, используется в театральных биноклях, поскольку от них не требуется ни большого увеличения, ни широкого поля обзора. Сами телескопы необычайно преобразились со времен Галилея. С наступлением века электроники стало возможным создание принципиально нового прибора – радиотелескопа. Первый радиотелескоп был создан вскоре после окончания Второй мировой войны, и с тех пор его постоянно усовершенствовали. Этот прибор является чем-то вроде гигантского глаза, «видящего» радиоволны, испускаемые звездами, в точности как наши глаза видят исходящие от них световые волны. Зеркало телескопа представляет собой огромный, имеющий форму блюдца, отражатель радиоволн многометрового диаметра. Его огромное преимущество по сравнению с обычным телескопом заключается в том, что он может обнаруживать звезды и галактики, которые излучают очень слабый свет или не излучают его вовсе, и потому их невозможно обнаружить при помощи даже самых совершенных оптических приборов. Радиотелескоп может также проникать сквозь скопления газов или космической пыли, заполняющие огромные пространства в космосе. К тому же его можно использовать в любую погоду, так как радиоволны с легкостью проходят через облака в атмосфере Земли.
Один из самых больших радиотелескопов в мире диаметром в 300 метров был сооружен в Пуэрто-Рико в кратере потухшего вулкана американским ученым. Очень своеобразный радиотелескоп, состоящий из неподвижных элементов, расположенных по окружности диаметром в 600 метров, был установлен в 1976 году в СССР на Северном Кавказе.
Что такое гипотеза «Большого взрыва»?На протяжении многих столетий ученые пытаются понять, каким образом возникла наша Вселенная. Физики и астрономы на основе имеющихся данных предлагают различные гипотезы, описывающие состояние Вселенной на самой заре ее существования. После того как в 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что Вселенная расширяется, возникла так называемая гипотеза «Большого взрыва».
Согласно этой теории, примерно 15 миллиардов лет назад все вещество Вселенной было сосредоточено в очень маленькой области пространства. Плотность и температура этого скопления вещества были настолько велики, что в нем не могли существовать даже атомы, и оно целиком состояло из элементарных частиц. Затем в силу неизвестных пока причин произошел «Большой взрыв», и Вселенная начала расширяться. Наука все еще не может описать состояние вещества до и сразу после «Большого взрыва», тем не менее, физикам удалось подсчитать, что если гипотеза верна, то в течение всего трех минут элементарные частицы, находившиеся в первичном скоплении материи, превратились в атомы водорода, составляющие примерно 90 % всего вещества современной Вселенной.
Эти атомы образовали гигантские газовые облака, постепенно все больше удалявшиеся друг от друга. По мере остывания эти облака стали превращаться в звездные скопления – галактики, подобные Млечному Пути, к которому принадлежит наша Солнечная система.
Сила «Большого взрыва» была столь велика, что галактики продолжают «разбегаться» в разные стороны с огромными скоростями и по сей день, что и наблюдается современными учеными. На самом деле удаление галактик друг от друга – это расширение самого пространства Вселенной. Сейчас никто не может предсказать, будет ли этот процесс продолжаться бесконечно долго, или под действием сил гравитационного притяжения он остановится, и пространство Вселенной начнет сжиматься.
Как изучаются звезды?Расстояние от Земли до ближайшей звезды составляет четыре с половиной световых года. В световом годе примерно 6 миллионов миллионов миль или 6 000 000 000 000 миль! Спрашивается, если звезды находятся на таком огромном расстоянии от нас, как мы можем определить их размеры, их состав и так далее?